KR20150022109A

KR20150022109A - Improved Power conversion apparatus for vehicle and Method for controling the same

Info

Publication number: KR20150022109A
Application number: KR20130099448A
Authority: KR
Inventors: 김범렬
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2015-03-04

Abstract

Provided is a power conversion apparatus with improved efficiency, comprising a boost circuit unit receiving power and boosting the received power; a full-bridge circuit unit rectifying the boosted power; a transformer bucking the rectified power; and a rectifying circuit unit rectifying the bucked power to direct current (DC) power and outputting the rectified DC power to an output terminal. According to the present invention, since the two-stage input circuit including the boost circuit and the full-bridge circuit is applied, the two-stage input circuit can be commonly applied without having to change a component of a power circuit according to input voltage specifications of high voltage batteries, and thus, cost for development and management can be reduced.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a power conversion apparatus for a vehicle having improved efficiency, and a control method thereof.

본 발명은 차량요 전력 변환 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 부스트 회로와 풀 브릿지 회로의 2단 입력 회로를 적용하고 이와 함께 동기 정류기를 적용하여 전력 변환 손실을 줄임으로써 효율이 개선된 차량용 전력 변환 장치 및 이의 제어 방법에 대한 것이다.More particularly, the present invention relates to a vehicular electric power conversion apparatus, and more particularly, to a vehicular electric power conversion apparatus that uses a two-stage input circuit of a boost circuit and a full bridge circuit and applies a synchronous rectifier thereto, Device and a control method thereof.

통상적으로, 하이브리드 자동차는 엔진과 배터리의 전원으로 구동되는 구동모터로 구성되는 동력원이 구비되며, 전륜에 상기의 동력원을 적절히 조합한 구조를 적용하여 차량의 출발시나 가속시에 배터리의 전압에 의해 동작되는 모터의 동력 보조로 연비 향상을 유도할 수 있는 차량을 말한다.Generally, a hybrid vehicle is equipped with a power source composed of an engine and a drive motor driven by a power source of a battery, and a structure in which the above power source is properly combined is applied to front wheels, Which can induce the fuel economy improvement by the power assist of the motor.

하이브리드 자동차에는 고전압의 하이브리드 배터리의 전력을 정류하여 직류로 만드는 전력 변환 장치(LDC: Low DC/DC Converter)가 구비된다.Hybrid vehicles are equipped with a low DC / DC converter (LDC) that regulates the power of a high-voltage hybrid battery to convert it into a direct current.

전력 변환 장치는 일반 직류(DC)를 스위칭시켜 교류(AC)로 만들고 이 교류를 코일, 트랜스, 커패시턴스 등을 이용해 승압 또는 강압시킨 다음, 다시 정류시켜 직류(DC)로 만들어, 각 전장 부하에서 사용되는 전압에 맞게 전기를 공급하는 역할을 한다.The electric power conversion device converts the normal direct current (DC) into alternating current (AC), boosts or reduces the alternating current by using coil, transformer, or capacitance, and then rectifies it to make direct current (DC) And supplies electricity according to the voltage.

이러한, 전력 변환 장치를 보여주는 도면이 도 1에 도시된다. 도 1을 참조하면, 구동 드라이버 회로(100), 변압기(110) 및 출력단 정류 다이오드(120-1,120-2) 등으로 구성된다.A diagram showing such a power conversion device is shown in Fig. Referring to FIG. 1, a driving driver circuit 100, a transformer 110, and output rectifier diodes 120-1 and 120-2 are formed.

그런데, 이러한 구성에 의할 경우 전력 변환 장치는 고전압 배터리 입력 전압 사양에 따라 파워 회로 부품(예를 들면, 구동 드라이버 회로, 변압기, 정류 다이오드 등을 들 수 있음)을 변경해야 하는 단점이 있었다. 부연하면, 차종별로 고전압 배터리 사용이 약 180V~310V, 약 200~410V, 약 170~280V, 약 132~206V 등 차종별로 고전압 배터리 사양이 상이하므로 이에 따라 파워 회로 부품들도 이원화되어 제조 및/또는 관리된다. 따라서, 재료비 및 관리비가 증가하게 되었다.However, this configuration has a disadvantage in that the power converter has to be changed in accordance with the specifications of the high-voltage battery input voltage (for example, a drive circuit, a drive circuit, a transformer, a rectifier diode, etc.). In addition, the high-voltage battery uses different types of vehicles such as 180V ~ 310V, 200 ~ 410V, 170 ~ 280V, and 132 ~ 206V depending on the type of vehicle. . Therefore, the material cost and the management cost have increased.

또한, 일반적인 전력 변환 장치는 고전압 배터리가 저전압일 경우, 입력 전류가 증가하여 전력 변환 손실이 커서 효율 약 90% 이하 영역이 발생한다. 손실 대부분이 전류 도통시 열로 나타므로 전류를 줄여 발생되는 손실을 줄일 필요가 있다.Also, in a general power conversion device, when a high voltage battery is low voltage, an input current increases and power conversion loss is large, resulting in an efficiency of about 90% or less. Since most of the losses appear as heat during current conduction, it is necessary to reduce the current loss to reduce the losses.

또한, 일반적인 전력 변환 장치는 출력단 정류 다이오드에서 많은 손실이 발생하는 문제점이 있었다. 부연하면, 다이오드 도통시 손실은 전력 변환 장치 손실의 50%에 해당되며, 이는 전력 변환 장치 효율의 약 2%에 해당된다. 전력 변환 장치의 손실을 정의하면 다음식과 같다.In addition, the conventional power conversion apparatus has a problem that a large amount of loss occurs in the output stage rectifier diode. In addition, diode conduction losses account for 50% of power converter losses, which is about 2% of power converter efficiency. The loss of power converter is defined as follows.

여기서, Vd는 다이오드 순방향 전압 강하이며, I는 전류를 나타낸다.Where Vd is the diode forward voltage drop and I is the current.

1. 한국공개특허 제10-2010-0060156호1. Korean Patent Publication No. 10-2010-0060156 2. 한국공개특허 제10-2010-0062638호2. Korean Patent Publication No. 10-2010-0062638 3. 한국등록특허 제10-0845612호3. Korean Patent No. 10-0845612

본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 고전압 배터리의 입력 전압 사양에 따른 파워 회로의 부품을 변경할 필요없이 동일하게 적용되는 공용화가 가능한 효율이 개선된 차량용 전력 변환 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a power conversion device for a vehicle having an improved efficiency that can be used in common without the need to change parts of a power circuit according to an input voltage specification of a high- And a control method.

또한, 본 발명은 전력 변환 손실을 줄여 전력 변환 효율이 개선된 효율이 개선된 차량용 전력 변환 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a power conversion device for a vehicle having improved power conversion efficiency by reducing power conversion loss and a control method thereof.

본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 고전압 배터리의 입력 전압 사양에 따른 파워 회로의 부품을 변경할 필요없이 동일하게 적용되는 공용화가 가능한 효율이 개선된 차량용 전력 변환 장치를 제공한다.The present invention provides a power conversion device for a vehicle having improved efficiency that can be used in common without the need to change parts of a power circuit according to an input voltage specification of a high voltage battery.

상기 차량용 전력 변환 장치는,The vehicular power converter includes:

전원을 입력받아 승압하는 부스트 회로부;A boost circuit for receiving a power supply and boosting the voltage;

승압된 전원을 정류하는 풀 브릿지 회로부;A full bridge circuit for rectifying the boosted power supply;

정류된 전원을 강압하는 변압기;A transformer for reducing the rectified power supply;

강압된 전원을 DC(Direct Current) 전원으로 정류하여 출력단에 출력하는 정류 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a rectifying circuit part rectifying the stepped down power to a DC (Direct Current) power source and outputting the rectified power to an output terminal.

또한, 차량용 전력 변환 장치는, 상기 출력단의 출력 전압을 센싱하여 기준 전압과 비교하여 상기 부스트 회로부를 온 또는 오프하는 부스트 제어 신호를 생성하는 부스트 제어기; 및 상기 부스트 제어기로부터 온 신호를 수신하면 상기 풀 브릿지 회로부 및 정류 회로부를 온하는 DC-DC 제어 신호를 생성하는 DC-DC 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The vehicle power conversion apparatus may further include: a boost controller for sensing an output voltage of the output terminal and comparing the output voltage with a reference voltage to generate a boost control signal for turning on or off the boost circuit; And a DC-DC controller for generating a DC-DC control signal for turning on the full-bridge circuit unit and the rectifying circuit unit upon receiving a signal from the boost controller.

또한, 상기 정류 회로부는 상기 풀 브릿지 회로부의 온 또는 오프와 동기화되어 온 또는 오프되는 동기 정류 회로인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the rectifying circuit portion may be a synchronous rectifying circuit that is turned on or off in synchronization with on or off of the full bridge circuit portion.

또한, 상기 정류 회로부는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transister)로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the rectifying circuit portion may be formed of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

또한, 상기 부스트 회로부는 입력받은 전원을 저장하는 인덕터; 및 상기 인덕터에 저장된 전원과 입력받은 전원을 더하여 승압된 전원을 통과시키는 다이오드 통과시키는 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The boost circuit includes an inductor for storing an input power source; And a diode coupled to the power source stored in the inductor and the input power source to allow the diode to pass through the boosted power source.

또한, 상기 풀 브릿지 회로부는 고정 듀티를 이용하여 정류하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the full bridge circuit portion may be characterized by rectifying using a fixed duty.

다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 출력 전압을 센싱하는 출력 전압 센싱 단계; 센싱된 출력 전압을 기준 전압과 비교하는 비교 단계; 비교 결과에 의해 부스트 회로부에서 전원을 입력받아 전원을 승압하는 전원 승압 단계; 풀 브릿지 회로부에서 승압된 전원을 정류하는 전원 정류 단계; 변압기에서 정류된 전원을 강압하는 전원 강압 단계; 및 정류 회로부에서 강압된 전원을 DC 전원으로 정류하여 출력단에 출력하는 전원 출력 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 변환 장치의 제어 방법을 제공한다.On the other hand, another embodiment of the present invention is an output voltage sensing method comprising: an output voltage sensing step of sensing an output voltage; A comparison step of comparing the sensed output voltage with a reference voltage; A power boosting step of boosting the power supply by receiving power from the boost circuit according to a comparison result; A power rectifying step of rectifying the power source boosted by the full bridge circuit part; A power step-down step for stepping down the power rectified by the transformer; And a power supply output step of rectifying the power supplied from the rectifier circuit part to a DC power source and outputting the rectified power to an output terminal.

이때, 상기 비교 단계는, 비교 결과에 따라 부스트 회로부를 온 또는 오프하는 부스트 제어 신호를 생성하는 부스트 제어 신호 생성 단계; 및 부스트 제어 신호가 생성됨에 따라 풀 브릿지 회로부 및 정류 회로부를 온하는 DC-DC 제어 신호를 생성하는 DC-DC 제어 신호 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The comparison step may include: a boost control signal generation step of generating a boost control signal for turning on or off the boost circuit according to the comparison result; And a DC-DC control signal generating step of generating a DC-DC control signal for turning on the full bridge circuit part and the rectifying circuit part as the boost control signal is generated.

또한, 상기 전원 승압 단계는, 상기 부스트 회로부가 온되면 전원 입력을 받아 저장하는 단계; 및 저장된 전원과 입력받은 전원을 합하여 승압하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the power supply step-up step may include: receiving and storing power input when the boost circuit part is turned on; And a step of boosting the stored power and the input power by summing up.

본 발명에 따르면, 부스트 회로와 풀 브릿지 회로의 2단 입력 회로를 적용함으로써 고전압 배터리의 입력 전압 사양에 따른 파워 회로의 부품을 변경할 필요없이 동일하게 적용되는 공용화가 가능하므로 개발비 및 관리비가 감소한다.According to the present invention, by applying the two-stage input circuit of the boost circuit and the full bridge circuit, it is possible to commonly apply the power circuit according to the input voltage specification of the high voltage battery without changing the parts of the power circuit.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 부스트단에서 승압시켜 전류값을 낮게하고, 정류시 손실이 감소함으로써, 최대 효율은 약 92%에서 95%로 향상되고, 평균 효율은 약 90%에서 94%로 향상된다는 점을 들 수 있다.Further, as another effect of the present invention, the maximum efficiency is improved from about 92% to 95% and the average efficiency is improved from about 90% to 94% by lowering the current value by boosting at the boost stage and reducing the loss during rectification .

도 1은 일반적인 전력 변환 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치(200)의 회로 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전력 변환 장치(200)를 회로로 구현한 일예이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치(200)의 제어 과정을 보여주는 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a general power conversion apparatus.
2 is a circuit block diagram of a power conversion apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an example in which the power conversion device 200 shown in FIG. 2 is implemented by a circuit.
4 is a flowchart illustrating a control process of the power conversion apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Should not. Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Should not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 효율이 개선된 차량용 전력 변환 장치 및 이의 제어 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a power conversion apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치(200)의 회로 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 상기 차량용 전력 변환 장치(200)는, 고전압 입력단(210)으로부터 전원을 입력받아 승압하는 부스트 회로부(220), 승압된 전원을 정류하는 풀 브릿지 회로부(230), 정류된 전원을 강압하는 변압기(240), 강압된 전원을 DC(Direct Current) 전원으로 정류하여 출력단(260)에 출력하는 동기 정류 회로부(250), 출력단(260)의 출력 전압을 센싱하여 기준 전압과 비교하여 상기 부스트 회로부(220)를 온 또는 오프하는 부스트 제어 신호를 생성하는 부스트 제어기(220), 상기 부스트 제어기(220)로부터 온 신호를 수신하면 상기 풀 브릿지 회로부(220) 및/또는 동기 정류 회로부(250)를 온하는 DC-DC 제어 신호를 생성하는 DC-DC 제어기(280) 등을 포함하여 구성된다.2 is a circuit block diagram of a power conversion apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. 2, the vehicular power conversion apparatus 200 includes a boost circuit unit 220 that receives power from a high voltage input terminal 210 and boosts the voltage, a full bridge circuit unit 230 that rectifies the boosted power, A synchronous rectification circuit section 250 that rectifies the stepped down power to a direct current (DC) power source and outputs the rectified power to the output stage 260, and the output voltage of the output stage 260 is sensed and compared with a reference voltage A boost controller 220 for generating a boost control signal for turning on or off the boost circuit 220 and a full bridge circuit 220 and / And a DC-DC controller 280 for generating a DC-DC control signal for turning on the DC-DC control signal.

부스트 회로부(220) 및 풀 브릿지 회로부(230)는 2단 입력 회로로서 부스트 제어기(270)의 부스트 제어 신호에 따라 입력 전원을 승압하는 기능을 수행한다. 부연하면, 부스트 제어 신호가 온(ON)이면 고전압 입력단(210)으로부터 입력되는 전원 에너지를 저장하고 부스트 제어 신호가 오프(OFF)이면 저장된 에너지와 고전압 입력단(210)에서 입력된 전원을 더하여 승압한다.The boost circuit unit 220 and the full bridge circuit unit 230 function as a two-stage input circuit to boost the input power according to the boost control signal of the boost controller 270. In addition, when the boost control signal is ON, the power supply energy input from the high voltage input terminal 210 is stored. When the boost control signal is OFF, the stored energy and the power input from the high voltage input terminal 210 are added to increase the voltage .

또한, 부스트 제어기(270)에는 비교기, 기준 전압 등을 위한 회로 등이 구비되어 출력단(260)의 출력 전압을 센싱하고, 센싱된 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 부스트 제어 신호를 생성한다. 또한, DC-DC 제어기(280)로 부스트 제어 온 신호를 전달한다.The boost controller 270 includes a comparator and a circuit for a reference voltage to sense an output voltage of the output stage 260 and to compare the sensed output voltage with a reference voltage to generate a boost control signal. In addition, the boost control ON signal is transmitted to the DC-DC controller 280.

DC-DC 제어기(280)는 부스트 제어기(270)로부터 On 신호를 수신하고, 풀-브릿지 회로부(230)와 동기 정류 회로부(250)를 온 또는 오프하는 DC-DC 제어 신호를 생성하여 출력한다.The DC-DC controller 280 receives an On signal from the boost controller 270 and generates and outputs a DC-DC control signal for turning on or off the full-bridge circuit unit 230 and the synchronous rectification circuit unit 250.

도 3은 도 2에 도시된 전력 변환 장치(200)를 회로로 구현한 일예이다. 도 3을 참조하면, 부스트 회로부(220)는, 고전압 입력단(210)으로부터 입력받은 전원을 저장하는 인덕터(321), 상기 인덕터(321)에 저장된 전원과 입력받은 전원을 더하여 승압된 전원을 통과시키는 다이오드(325), 부스트 제어기(270)에 의해 온 또는 오프되어 인덕터(321)에 전원을 저장하거나 다이오드(325)를 통하여 승압된 전원을 통과시키는 전력 스위칭 소자(323) 등을 포함하여 구성된다. FIG. 3 shows an example in which the power conversion device 200 shown in FIG. 2 is implemented by a circuit. 3, the boost circuit unit 220 includes an inductor 321 for storing a power input from the high voltage input terminal 210, a power source for inputting the power from the inductor 321, A diode 325 and a power switching element 323 which is turned on or off by the boost controller 270 to store power in the inductor 321 or to pass the boosted power through the diode 325 and the like.

부연하면, 부스트 제어기(270)에 의해 온 신호가 입력되면, 전력 스위칭 소자(323)가 온되며, 이 경우 인덕터(321)에 전원이 저장된다. 이와 달리 부스트 제어기(270)에 의해 오프 신호가 입력되면, 전력 스위칭 소자(323)가 오프되며, 이 경우 다이오드(325)를 통해 승압된 전원이 풀 브릿지 회로부(230)에 전달된다. 전력 스위칭 소자(323)로서는 FET(Field Effect Transister), 전력용 BJT(Bipolar Junction Transister), 전력용 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), IGBT(Isolated-Gate Bipolar Transistor) 등이 사용될 수 있다.In other words, when the ON signal is input by the boost controller 270, the power switching element 323 is turned on, and in this case, the power is stored in the inductor 321. When the off signal is input by the boost controller 270, the power switching device 323 is turned off. In this case, the power that is boosted through the diode 325 is transmitted to the full bridge circuit unit 230. As the power switching device 323, a field effect transistor (FET), a bipolar junction transistor (BJT) for power, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and an isolated-gate bipolar transistor (IGBT) may be used.

풀 브릿지 회로부(230)는 고정 듀티를 이용하여 부스트 회로부(220)로부터 전달된 승압된 전원을 정류하는 기능을 수행한다. 이를 위해 풀 브릿지 회로부(230)에도 전력 스위칭 소자들이 구성된다. 이들 전력 스위칭 소자들의 온/오프 제어는 DC-DC 제어기(280)에 의해 이루어진다.The full bridge circuit unit 230 performs a function of rectifying the boosted power supplied from the boost circuit unit 220 using a fixed duty. To this end, the full bridge circuit unit 230 also includes power switching elements. The on / off control of these power switching elements is performed by the DC-DC controller 280.

동기 정류 회로부(250)는 풀 브릿지 회로부(230)의 온 또는 오프에 동기화되는 방식으로 동시에 온 또는 오프되어 변압기(240)에 의해 강압된 전원을 DC 전원으로 정류한다. 이를 위해 동기 정류 회로부(250)에는 전력 스위칭 소자(251)들이 구성된다. 이들 전력 스위칭 소자들은 MOSFET가 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니다.The synchronous rectifying circuit portion 250 rectifies the power that is turned on or off simultaneously by the transformer 240 in a manner synchronized with the on or off of the full bridge circuit portion 230 to the DC power. To this end, the power switching elements 251 are formed in the synchronous rectification circuit part 250. These power switching elements may be MOSFETs, but are not limited thereto.

물론, 동기 정류 회로부(250)도 풀 브릿지 회로부(230)과 동일하게 DC-DC 제어기(280)의 제어 신호에 의해 온 오프된다.Of course, the synchronous rectification circuit part 250 is also turned on and off by the control signal of the DC-DC controller 280 in the same manner as the full bridge circuit part 230.

부스트 제어 신호가 ON 신호이면, 부스트 회로부(220)내의 인덕터에 고전압 입력 전원을 저장한다(단계 S411).If the boost control signal is an ON signal, the high voltage input power source is stored in the inductor in the boost circuit unit 220 (step S411).

이와 달리, 부스트 제어 신호가 OFF 신호이면, 부스트 회로부(220) 내의 인덕터에 저장된 에너지에 고전압 입력 전원이 더해져 승압되고, 승압된 전원은 풀 브릿지 회로(230)에서 고정 듀티를 이용하여 정류되고, 변압기(240)에서 강압된다(단계 S420, S430,S440).Alternatively, when the boost control signal is an OFF signal, the energy stored in the inductor in the boost circuit unit 220 is added to the boosted voltage, and the boosted power is rectified using the fixed duty in the full bridge circuit 230, (Step S420, S430, S440).

강압된 전원은 동기 정류 회로부(250)에서 DC로 변환된다(단계 S450).The stepped-down power supply is converted from the synchronous rectification circuit part 250 to DC (step S450).

200: 전력 변환 장치
210: 고전압 입력단
220: 부스트 회로부
230: 풀 브릿지 회로부
240: 변압기
250: 동기 정류 회로부
260: 출력단
270: 부스트 제어기
280: DC(Direct Current)-DC 제어기
321: 인덕터
323: 전력 스위칭 소자
325: 다이오드200: power conversion device
210: High voltage input
220: Boost circuit
230: Full bridge circuit
240: Transformer
250: Synchronous rectification circuit part
260: Output stage
270: Boost controller
280: DC (direct current) -DC controller
321: Inductor
323: Power switching element
325: Diode

Claims

A boost circuit for receiving a power supply and boosting the voltage;
A full bridge circuit for rectifying the boosted power supply;
A transformer for reducing the rectified power supply; And
A rectifying circuit part rectifying the step-down power to a direct current (DC) power source and outputting the rectified power to an output terminal;
Wherein the power converter comprises:

The method according to claim 1,
A boost controller for sensing an output voltage of the output stage and comparing the output voltage with a reference voltage to generate a boost control signal for turning on or off the boost circuit; And
And a DC-DC controller for generating a DC-DC control signal for turning on the full-bridge circuit unit and the rectifying circuit unit upon receiving a signal from the boost controller.

The method according to claim 1,
Wherein the rectifying circuit part is a synchronous rectifying circuit that is turned on or off in synchronization with on or off of the full bridge circuit part.

The method according to claim 1,
Wherein the rectifier circuit portion is formed of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

The method according to claim 1,
The boost circuit includes an inductor for storing an input power source; And a diode connected to the power source and the input power source to allow the boosted power source to pass therethrough.

The method according to claim 1,
Wherein the full bridge circuit portion is rectified using a fixed duty.

An output voltage sensing step of sensing an output voltage;
A comparison step of comparing the sensed output voltage with a reference voltage;
A power boosting step of boosting the power supply by receiving power from the boost circuit according to a comparison result;
A power rectifying step of rectifying the power source boosted by the full bridge circuit part;
A power step-down step for stepping down the power rectified by the transformer; And
A power supply output step of rectifying the power supplied from the rectifying circuit section to a DC power source and outputting the rectified power to an output terminal;
And a control device for controlling the power converter.

8. The method of claim 7,
Wherein the comparing comprises:
A boost control signal generating step of generating a boost control signal for turning on or off the boost circuit according to a comparison result; And
And a DC-DC control signal generating step of generating a DC-DC control signal for turning on the full bridge circuit section and the rectifying circuit section as the boost control signal is generated.

8. The method of claim 7,
The power supply step-
Receiving the power input when the boost circuit is turned on; And
And a step of boosting the stored power by summing the input power and the stored power.

8. The method of claim 7,
Wherein the rectifying circuit unit is a synchronous rectifying circuit that is turned on or off in synchronization with on or off of the full bridge circuit unit.

8. The method of claim 7,
Wherein the rectifying circuit portion is formed of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

8. The method of claim 7,
Wherein the full-bridge circuit unit is rectified using a fixed duty.